Parado entre manchas de neve lamacenta nos arredores de Baltimore, Maryland, abaixei-me para pegar um pedaço do planeta que deveria estar escondido quilômetros abaixo de meus pés.
Naquele dia frio de fevereiro, saí com dois geólogos para ver uma seção exposta do manto da Terra. Embora essa camada de rocha seja geralmente encontrada entre a crosta e o núcleo do planeta, um segmento aparece na floresta de Maryland, oferecendo aos cientistas uma chance rara de estudar as entranhas da Terra de perto.
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Ainda mais intrigante, a composição química incomum da rocha sugere que esse pedaço de manto, junto com pedaços da crosta inferior espalhados ao redor de Baltimore, já fez parte do fundo do mar de um oceano, agora desaparecido.
Ao longo dos cerca de 490 milhões de anos desde sua formação, esses pedaços da Terra foram esmagados por placas tectônicas em movimento e grelhados por fluidos quentes que corriam pelas fendas, alterando sua composição e brilho. A rocha do manto é geralmente cheia de cristais verdes cintilantes do mineral olivina, mas a rocha em minha mão era surpreendentemente comum de se olhar: pedra marrom-amarelada mosqueada ocasionalmente salpicada de preto.
“Essas rochas tiveram uma vida difícil”, diz George Guice, mineralogista do Museu Nacional de História Natural do Smithsonian.
Por causa dessa destruição geológica, os cientistas lutaram por mais de um século para determinar as origens precisas dessa série de rochas. Agora, Guice e seus colegas aplicaram um novo olhar e análises químicas de última geração ao conjunto de exposições rochosas em Baltimore. Seu trabalho mostra que a série de pedras aparentemente insípida uma vez se escondia sob o antigo oceano de Iapetus.
Mais de meio bilhão de anos atrás, este oceano se estendia por cerca de 4.828 a 8.046 quilômetros, cortando o que hoje é a costa leste dos Estados Unidos. Grande parte da terra onde agora estão as montanhas Apalaches, ficava de um lado do oceano, e partes da moderna Costa Leste ficavam do outro.
O oceano desaparecendo
“É um enorme oceano entre eles, e temos um pouco desse oceano esmagado em Baltimore”, diz Guice, principal autor de um estudo recente que descreveu a descoberta na revista Geosphere.
Ao longo da história do nosso planeta, os oceanos provaram ser características impermanentes, abrindo e fechando ao longo dos tempos à medida que seus fundos marinhos são reciclados de volta às profundezas do planeta em zonas de subducção, onde uma placa tectônica mergulha sob a outra. Mas, ocasionalmente, pedaços do fundo do oceano, como a série de rochas em Baltimore, são lançados à superfície. Essas rochas fornecem uma rara janela para processos oceânicos antigos e podem ajudar os cientistas a entender melhor o futuro do Oceano Atlântico. Algum dia, provavelmente, também fechará.
“Acontecerá com o Atlântico como aconteceu com o Iapetus”, diz o coautor do estudo Daniel Viete, geólogo especializado em processos tectônicos na Universidade Johns Hopkins em Baltimore. “É esta dança de longo prazo dos fragmentos continentais, que permanecem na superfície da Terra.”
A atração do brilho verde
Guice há muito caça rochas verdes brilhantes, conhecidas pelos geólogos como ultramáficas. Elas são ricas em magnésio e constituem a maior parte do nosso planeta como o manto. Mas pedaços do manto são raros na superfície, e as rochas ultramáficas podem se formar de várias maneiras diferentes, inclusive em grandes câmaras de magma em cristalização. Eles também são terrivelmente difíceis de estudar.
Rochas ultramáficas se formam no subsolo em altas temperaturas e pressões, então seus minerais não são estáveis perto da superfície da Terra. Nesse ambiente raso, eles costumam ser expostos a fluidos quentes que correm pelas rachaduras, transformando sua composição mineral, como pode ser visto nas rochas espalhadas ao redor de Baltimore. Compreender a história da rocha por meio dessas mudanças, diz Guice, é como olhar através de uma espessa neblina.
“Estou tão exausto por esses caras”, diz ele com uma mistura de desânimo e humor.
Quando soube das curiosas rochas ultramáficas de Baltimore, ficou ansioso para aprender mais. Logo depois de se mudar para Washington, D.C. em agosto de 2019, ele pegou um trem para se encontrar com Viete e outros pesquisadores da Johns Hopkins. Todos eles se amontoaram em um micro-ônibus rumo a um local conhecido como Soldiers Delight.
Guice me levou a este mesmo lugar. Enquanto eu seguia seu SUV prateado alugado até o local, longe do denso centro da cidade de Baltimore, observei a paisagem sofrer uma mudança notável. A vegetação mudou de uma variedade de árvores frondosas e plantas, para campos gramados estéreis, orlados com carvalho e pinheiros raquíticos. A diferença na vegetação refletiu uma mudança na geologia subjacente, evidenciando rochas com excesso de magnésio e muito pouco cálcio para a maioria das plantas prosperar. Tínhamos dirigido para o manto.
Muitos sugeriram antes que essas pedras aparentemente comuns já residiram sob um antigo fundo do mar, mas demonstrando de forma convincente que isso escapou de gerações de cientistas. Fatias da crosta oceânica e do manto subjacente empurrado para a terra são conhecidas como ofiolitos. Eles foram encontrados em outros lugares ao redor do mundo, como uma sequência em Omã, onde você pode caminhar do manto até a crosta.
Outros ofiolitos também foram identificados na região norte da cordilheira dos Apalaches, que se estende muito além das fronteiras dos Estados Unidos para o Canadá e reaparece na Irlanda, no Reino Unido e até na Noruega – a mesma cordilheira original, agora conhecida por nomes diferentes . Todos esses terrenos agora díspares se acumularam entre 300 e 500 milhões de anos atrás, quando vários continentes colidiram juntos no que se tornaria o supercontinente de Pangeia. Hoje, essas paisagens montanhosas se estendem por mais de 4.988 quilômetros, mas o cinturão de montanha original pode ter sido ainda mais longo, diz Viete.
Ao contrário de outros ofiolitos conhecidos, no entanto, a série de rochas em Baltimore são desmembradas e misturadas, com uma metrópole extensa mergulhada no topo delas. “Não podemos ver a sequência, temos apenas pequenos trechos”, diz Guice.
Uma jornada de meio bilhão de anos
Começando com sua viagem inicial para Soldiers Delight, Guice e seus colegas coletaram uma série de amostras de rochas em Baltimore. Eles combinaram de trabalhar com uma equipe que estava escavando uma bacia aberta na região destinada a se tornar um reservatório de água, que mais tarde eles descobriram que ficava na fronteira entre o manto e a crosta. As escavadeiras retiraram pedaços das rochas cinzentas do solo, tornando o trabalho dos cientistas muito mais fácil.
“Está em toda parte, há apenas pilhas”, disse Viete, apontando para os montes rochosos enquanto caminhávamos pelo estacionamento do local, cerca de um ano depois.
Os pesquisadores também passaram uma tarde ensolarada em novembro de 2019 amostrando rochas no Forest Park Golf Course, que também ficava na fronteira entre o manto e a crosta. As rochas pareciam artisticamente dispostas entre a grama selvagem, ao lado do gramado bem cuidado do nono buraco. A equipe martelou com a exposição, parando por cortesia sempre que um grupo de jogadores de golfe passava para fazer o putt.
No total, a equipe coletou 19 amostras de rocha ultramáfica de cinco locais e depois voltou ao laboratório para uma análise mais detalhada. A chave, diz Guice, está na química do manto. O manto superior é frequentemente derretido um pouco de cada vez, mas diferentes minerais derretem em diferentes temperaturas. Portanto, quando o manto derrete parcialmente, ele se torna cada vez mais desprovido de uma série previsível de elementos, o que cria uma impressão digital química específica.
“Isso é o que não havia sido identificado nesta parte dos Apalaches antes”, diz Guice.
Ao descobrir essas e outras pistas químicas, os cientistas chegaram a uma história da formação do sistema. Quase meio bilhão de anos atrás, o oceano Iapetus começou a encolher graças a uma zona de subducção recém-nascida na costa do antigo continente Laurentia, que continha o centro da moderna América do Norte. Isso criou um empilhamento continental que deformou a superfície e levantou os poderosos Apalaches, que alguns cientistas estimam que já rivalizaram com o Himalaia.
As mudanças violentas, de acordo com a nova pesquisa, também rasgaram uma parte do fundo do mar, espalhando seus pedaços desmembrados pelo que agora é Baltimore – um dos poucos lugares onde você ainda pode ver evidências de um oceano há muito desaparecido.
As histórias pedregosas que nos cercam
Embora a história da origem das curiosas rochas de Baltimore seja suspeita há muito tempo, o novo estudo fornece os melhores dados até agora para sustentar a história.
“Visitamos alguns desses locais há décadas para nossas viagens de campo de petrologia”, disse Richard Walker, um geoquímico da Universidade de Maryland que não fazia parte da equipe de estudo. “Foi muito bom ver um artigo saindo para fornecer algumas evidências geoquímicas para o que temos presumido o tempo todo.”
Nem todas as peças desse quebra-cabeça geológico se encaixam perfeitamente. Mas em um sistema que foi tectonicamente aquecido e esmagado tanto quanto as rochas de Baltimore, coisas estranhas são esperadas, diz Val Finlayson, geoquímica da Universidade de Maryland que não esteve envolvida no estudo. “Na maioria das vezes, as coisas neste planeta são muito mais complicadas do que gostaríamos que fossem”, diz ela, acrescentando como ficou impressionada com a vasta quantidade de informações que a equipe extraiu das rochas altamente alteradas.
Para Guice, o trabalho é um campo de provas importante para a identificação de pedaços do fundo do mar ainda mais antigos e mais torturados que foram jogados na terra. Essas sequências são uma marca registrada das placas tectônicas; portanto, ao identificar os ofiolitos mais antigos, diz ele, podemos encontrar pistas de quando esse processo geológico vital começou.
O trabalho também se encaixa em uma questão maior sobre subducção, diz Viete. Exatamente como as zonas de subducção se formam é um mistério duradouro. Uma possibilidade é que muitas dessas zonas não começam com precisão, mas se propagam de uma região para outra. É um pouco como rasgar um pedaço de tecido. Quando inteiro, o material é difícil de rasgar, mas adicione um recorte de um lado e a folha se partirá facilmente.
A presença de ofiolitos foi previamente associada a zonas de subducção em sua infância, então, datando com precisão a cadeia de ofiolitos ao longo dos Apalaches, Viete espera ter uma noção de quão rapidamente um corte geológico pode se propagar, transformando uma zona de subducção em milhares de quilômetros de atividade tectônica. Tal evento acenderia uma série de vulcões, semelhantes ao anel de fogo que circunda o moderno Oceano Pacífico.
Além dessas pesquisas científicas, a história serve como um lembrete dos fundamentos geológicos da sociedade moderna. As rochas deixaram um legado que moldou Baltimore como a conhecemos. Rico em cromita mineral, esses pedaços do fundo do mar colocaram cifrões nos olhos de Isaac Tyson, Jr. no início do século XIX. Ele começou a comprar terras repletas de rochas marrom-amareladas, estabelecendo sua primeira fábrica de cromo em 1845 e colocando Maryland no mapa como a capital mundial do cromo naquela época. Embora a descoberta tenha sido uma vantagem financeira, ela também produziu uma forma cancerígena de cromo com a qual a cidade luta ainda hoje.
Muito antes de os humanos caminharem sobre a Terra, uma dança tectônica lançou as bases para as indústrias modernas e a disseminação de pessoas ao redor do mundo. Embora as cidades tenham pavimentado muito desse passado, obscurecendo o solo sob estacionamentos e estradas, esses contos antigos ainda estão gravados nas pedras – se você souber onde olhar.
“Elas estão nos prédios e sob seus pés”, diz Viete. “Pedras estão ao seu redor.”
Fonte: National Geographic / Maya Wei-Haas
Tradução: Redação Ambientebrasil / Maria Beatriz Ayello Leite
Para ler a reportagem original em inglês acesse: https://www.nationalgeographic.com/science/article/rare-chunks-of-earths-mantle-found-exposed-in-maryland
